Классификация муфт

Широко применяемые муфты стандартизованы. Основной паспортной характеристикой муфты является значение вращающего момента, на передачу которого она рассчитана. Рассмотрим их подробнее.

Муфты глухие

Глухие муфты образуют жесткое и неподвижное соединение валов (глухое соединение). Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов. Сюда относят муфты втулочные и муфты фланцевые.

Муфта втулочная – простейший представитель глухих муфт. Скрепление втулки с валами выполняют с помощью штифтов, шпонок или зубьев (шлицов). Втулочные муфты применяют в легких машинах при диаметрах валов до 60…70 мм. Отличаются простотой конструкции и малыми габаритами. В тяжелых машинах их применение затруднено тем, что при монтаже и демонтаже требуется смещать валы (агрегаты) в осевом направлении. Прочность муфты определяется прочностью штифтового, шпоночного или шлицевого соединения, а также прочностью втулки.

На рисунке сверху и снизу от осевой линии изображены различные варианты конструкции фланцевой муфты: полумуфты соединяют болтами, поставленными с зазором или без зазора. В первом случае крутящий момент передается силами трения в стыке от затяжки болтов, а во втором случае – непосредственно болтами, работающими на срез и смятие.

Муфты компенсирующие

Муфты компенсирующие жесткие

Вследствие погрешностей изготовления и монтажа всегда имеется некоторая неточность взаимного расположения геометрических осей соединяемых валов. Можно указать на три вида отклонений от номинального расположения валов: продольное смещение, радиальное смещение и угловое. На практике чаще всего встречается комбинация указанных отклонений, которая называется общим термином «несоосность валов».

При соединении глухими муфтами несоосные валы в месте установки муфты приводят к одной общей оси путем деформации валов и опор. Опоры и валы дополнительно нагружаются. Для уменьшения вредных нагрузок на валы и опоры применяют

компенсирующие муфты. Компенсация вредного влияния несоосности валов достигается либо вследствие подвижности жестких деталей – компенсирующие жесткие муфты, либо за счет деформации упругих деталей – упругие муфты.

Муфта зубчатая

Состоит из полумуфт с наружными зубьями и обоймы с внутренними зубьями. Для передачи больших вращающих моментов обойма выполняется разъемной, состоящей из 2-х половин.

Муфта компенсирует все виды несоосности валов. При работе муфты происходит скольжение в местах соприкосновения зубьев и их износ. Поэтому износ является основным критерием работоспособности. Для уменьшения износ в обойму заливают жидкую смазку. Из-за сложности проведения точного расчета зубчатых муфт, используется условный метод расчета, неточности которого компенсируют выбором допускаемых напряжений на основе практики. Допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми зубьями, а зубья соприкасаются по всей длине и высоте. При этом получаем

Z – число зубьев полумуфты; D₀= – делительный диаметр зубьев; А = – проекция рабочей поверхности зуба на его среднюю диаметральную плоскость; b – длина зуба; h – рабочая высота зуба; K – коэффициент динамичности нагрузки; Т – вращающий момент (Нмм).

Для проектного расчета формулу преобразуют и при средних значениях параметров: К=3,5; [σ_см] = 13,5 МПа;

определяют делительный диаметр

, мм.

Исходя из опыта, радиальная нагрузка на вал принимается равной значению , где Ft определяют по диаметру D₀.

Для небольших вращающих моментов (Т_max = 380 Нм) применяют зубчатые муфты с неметаллической обоймой

. Прочность такой муфты зависит, прежде всего, от материала обоймы. Муфты этого вида не являются стандартными.

ЛЕКЦИЯ №21

105) Приводные муфты, назначение и краткая классификация.

Муфтами приводов называются устройства, соединяющие валы совместно работающих агрегатов и передающие вращающий момент. Существует класс постоянных (нерасцепляемых) муфт, обеспечивающих постоянное в течение всего времени эксплуатации машины соединение валов. Кроме того есть муфты сцепления для соединения агрегатов или разъединения их во время работы машины. Муфты сцепления подразделяются на: 1) управляемые; 2) самоуправляемые.

Управляемые муфты допускают с помощью механизма управления. По принципу работы различают: муфты с профильным замыканием (кулачковые, зубчатые) и фрикционные. По форме поверхности трения фрикционные муфты делятся на дисковые, конусные и цилиндрические.

Самоуправляемые муфты автоматически разъединяют валы при изменении заданного режима работы машины. Для предохранения машины от перегрузок, вызванных технологическим процессом или неправильной эксплуатацией, служат предохранительные муфты. Для обеспечения плавного пуска машины с большими ускоряемыми массами служат центробежные муфты. Передаче момента вращения только в одном направлении обеспечивают автоматически срабатывающие обгонные муфты.

106) Основные характеристики муфт. Расчетный момент приводных муфт.

Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент.

Обычно расчетный вращающий момент Т, действующий на муфту, приближенно определяется в зависимости от динамических свойств машины, характеризуемых степенью неравномерности вращения, и величиной разгоняемых масс.

Т_р=kТ_ном, где k – коэффициент режима работы муфты, учитывающий условия эксплуатации; Т_ном – номинальный вращающий момент.

— при спокойной работе и небольших разгоняемых массах k=1,15..1,4

— при переменных нагрузках и средних разгоняемых массах k=1,5..2

— при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах k=2,5..3.

107) Назначение глухих муфт. Пример конструкции глухой муфты, ее назначение, свойства и расчет. Приведите пример и метод расчета фланцевой (поперечно-свертной) муфты.

Глухие муфты предназначены для жесткого постоянного соединения соосных валов.

Втулочная муфта представляет собой втулку, насаживаемую на цилиндрические концы валов. Предназначены для передачи вращающего момента от 1 до 4500 Нм для валов диаметром 6..100 мм. Муфту характеризует простота конструкции и изготовления, низкая стоимость, малый габарит по диаметру, небольшой маховый момент. Недостатки втулочной муфты: неудобный монтаж. Материал втулки – Сталь 45.

Фланцевая муфта состоит из двух полумуфт с фланцами, стягиваемыми болтами, одна половина из которых для обеспечения соосности полумуфт и восприятия поперечных сил установлена без зазора, а вторая с зазором.

Фланцевые муфты просты по конструкции, упрощают монтаж узлов, обеспечивают беззазорное соединение валов, могут передавать вращающие моменты от 16 до 40000 Нм при диаметре вала 11..250мм.

Расчет сводится к определению диаметра болта по потребной силе затяжки.

Т_р – расчетный вращающий момент; С – коэффициент запаса по несдвигаемости. С=1,1..1,5

D_ср=(D₁+D₂)/2 –средний диаметр кольцевой поверхности трения.

Z – число болтов.

f – коэффициент трения.

108) Жесткие компенсирующие муфты: назначение и область применения. Какие ошибки изготовления и сборки и каким образом компенсируют эти муфты. Пример конструкции жесткой компенсирующей муфты, ее назначение и расчет.

Жесткие компенсирующие муфты компенсируют радиальные, угловые и осевые смещения. Машины выполнены из отдельных узлов или агрегатов. Взаимная установка таких узлов не может быть идеально точной в следствие погрешностей изготовления и монтажа, особенности конструкции узлов и деформации валов при работе. Применение компенсирующих муфт позволяет понизить требования к точности расположения валов и уменьшить дополнительные нагрузки на валы и опоры.. Компенсацию отклонения от номинального положения достигают в жестких компенсирующих муфтах.

Зубчатая муфта.

Компенсирует радиальные, угловые и осевые смещения валов за счет боковых зазоров, бочкообразного профиля зуба втулки.

Сдвоенная зубчатая муфта состоит из двух одинаковых ступиц – 2. 4 – две одинаковые обоймы, стянуты болтами – 1. 3 – крышки. 5 – пробка для заливки масла. 6 – пояски для контроля соосности валов.

Расчетный момент для зубчатой муфты: Т_р=k₁k₂k₃Т_ном.

Т_ном – номинальный вращательный момент; k₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности привода; k₂ – коэффициент, учитывающий условия работы; k₃ – коэффициент, учитывающий угловое смещение.

При компенсации муфтой смещения на концы валов действует радиальная сила: F_M=0,4*10³*T_pd_M. Т_р – расчетный момент, d_M – делительный диаметр зубчатого соединения муфты.

Шарнирные муфты служат для передачи вращательного момента между валами с большими углами перекоса. γ=<40-45°, изменяющимися во время работы.

1 – ведущая полумуфта; 2 – крестовина; 3 – ведомая полумуфта.

Размеры муфты определяются по таблице в зависимости от значения вращающего момента.

Т=Т_нcosγ. Т_н – номинальный вращательный момент, γ – угол перекоса.

Пальцевые муфты с металлическими дисками.

Муфта проста по конструкции и не требует ухода в процессе эксплуатации. Одна муфта компенсирует только угловое смещение валов, при этом пакет упругих дисков изгибается из своей плоскости. Чем меньше пальцев на полумуфтах, тем податливей свободные участки дисков на изгиб и следовательно выше компенсирующая способность муфты. Муфты находят широкое применение в в приводах высокой крутильнйо жесткости с неточно установленными агрегатами.

109) Упругие муфты: назначение и область применения. Типы упругих элементов. Характеристика упругих муфт. Каким образом упругие муфты компенсируют несоосность валов. Пример конструкции упругой муфты, ее назначение. Методика расчета. Приведите схемы муфт с резиновыми упругими элементами. Достоинства и недостатки этих муфт.

Эти муфты отличаются наличием упругого элемента (неметаллический – резиновый, полиуретановый; и стальной), являются универсальными, т.к. обладая некоторой крутильной податливостью компенсируют взаимные смещения валов.

Упругие муфты способствуют: 1) смягчению толчков и ударов вращающего момента; 2) защите привода машины от вредных крутильных колебаний; 3) соединению валов, имеющих взаимное смещение.

Основные характеристики упругих муфт.

1. Жесткость при кручении:

С=Т/φ при линейной зависимости; С=dT/dφ при нелинейной. Т – вращающий момент; φ – угол взаимного поворота полумуфт.

2. Демпфирующая способность.

Оценивается коэффициентом относительного рассеяния: ψ=А_Д/А_упр.

А_Д – работа, поглощенная за один цикл нагружения муфты переменным моментом; А_упр – работа сил упругой деформации муфты за четверть периода полного колебания.

Схемы упругих муфт с резиновым упругим элементом.

Муфта с упругим элементом в виде внешнего тора.

Благодаря особой форме упругого элемента эта муфта обладает повышенной компенсирующей способностью, т.е. допускает значительные взаимные смещения полумуфт. Недостаток – большой размер диаметра D и появление осевых сил, сближающих полумуфты при вращении муфты.

110) Сцепные муфты: назначение, область применения. Основные требования, предъявляемые к сцепным муфтам. Фрикционные муфты: принцип работы, область применения. Пример конструкции дисковой муфты, методика расчета.

Сцепные муфты служат для быстрого соединения или разъединения вращающихся или неподвижных валов. Применяют при строгой соосности валов. По принципу работы различают муфты с профильным замыканием (кулачковые, зубчатые) и фрикционные.

Фрикционные муфты применяются для плавного соединения разъединения валов под нагрузкой на ходу в широком диапазоне скоростей при частых пусках и остановках.

По форме поверхности трения фрикционные муфты подразделяют на дисковые, конусные, цилиндрические.

В дисковых муфтах рабочими поверхностями служат плоские торцы дисков.

Полумуфта 1 закреплен на валу неподвижно, а полумуфту 2 можно перемещать в осевом направлении. Для соединения валов подвижную полумуфту прижимают к неподвижной силой F_a. Передачу вращающего момента осуществляют за счет сил трения на трущихся поверхностях муфты при их прижатии. Изменяя силу сжатия дисков можно регулировать силы трения и передаваемый вращающий момент. Основным критерием работоспособности является износостойкость трущихся поверхностей.

Условие передачи муфтой требуемого момента Т_р:

Т_тp=βТ_р, Т_тp=10^-3F_afR – момент сил трения; β – коэффициент запаса сцепления; F_a – сила сжатия дисков; f – коэффициент трения.

R=(D_н + D_в)/4 – средний радиус поверхности трения дисков. D_н, D_в – диаметры дисков.

Необходимая сила сжатия: F_a= (10³βT_p)/(fR).

Давление на трущихся поверхностях:

Классификация муфт

По назначению различают муфты соединительные и управляющие.

Соединительные служат для соединения вращающих деталей и предназначенны для передачи крутящего момента без изменения скорости вращения

С помощью управляющих муфт можно обеспечить следующие функции:

• включение и отключение механизмов;
• переключение скоростей в процессе работы или при останове двигателя;
• предохранение подвижных элементов конструкций от перегрузок;
• передачу вращения в одном заданном направлении;
• уменьшение динамических нагрузок.

Управляться муфты могут механически или посредством электромагнитного сигнала (электромагнитные муфты).

Глухая муфта представляет собой цилиндрическую втулку, соединающуюся с концами валов с помощью цилиндрических или конических штифтов. Применяют для постоянного соединения валов, вращающихся с высокой скоростью. Если в процессе передачи момента возникают деформации, то применяют компенсирующие муфты (жесткие и гибкие, эластичные).

При наличии значительных радиальных и осевых смещений для соединения валов применяют поводковые муфты,компенсация смещений обеспечивается изогнутыми рычагами или перемещением пальца, запрессованого в одну из полумуфт.

Простейшие поводковые муфты находят применение при малых очень диаметрах валов, незначительных угловых скоростях и передаваемых крутящих моментах.

Дисковые муфты позволяют передавать значительно большие крутящие моменты. Их используют при значительных угловых скоростях. Для уменьшения динамических нагрузок в дисковых муфтах применяют упругие примежуточные звенья.

Однодисковая муфта позволяет передавать крутящий момент, который не должен превышать момента трения, возникающего при поджатии пружиной двух полумуфт.
На пректике величина действительного коэффициента трения может отличаться от рассчетной, это учитывается через коэффициент запаса при определении рассчетного момента.

При необходимости передачи больших крутящих моментов применяют много дисковые фрикционные муфты, в которых увеличивается число поверхностей трения. Такая муфта состоит из 2х комплектов фрикционных дисков, каждый из которых устанавливают в пазах наружной или внутренней полумуфт. Диски размещены в пазах попеременно и прижимаются во время работы муфты пружиной, за счет  усилия которой обеспечивается необходимая величина трения.

Иногда роль предохранительных муфт могут выполнять специальные узля крепления вращающихся деталей на валах. Преимущества многодисковых муфт это высокая надежность работы и малые габаритные размеры в радиальном направлении.

К малогабаритным предохранительным муфтам относятся шариковые радиального и осевого действия. Передача крутящего момента обеспечивается за счет силы, необхоимой для сжатия пружин, находящихся в гнездах шариков.

Соединение валов машин и оборудования между собой или с валами других машин осуществляется с помощью муфт различных типов
и может быть жестким, полужестким и гибким (эластичным).

Жесткое соедиение валов применяется в случаях, если необходимо обеспечить работу соединяемых валов без смещения в узлах сопряжения, т.е. как единого вала. его выполняют обычно с помощью фланцев, откованных вместе с валом — фланцевое соединение или посредством жестких муфт, насаживаемых на концы соединяемых валов.

Фланцевое соединение валов применяют для присодинения машин с одноопорными валами. И в качестве второй опоры выступает само соединение валов.

Для постоянного жесткого соединения валов применяют втулочные муфты, а также поперечно свертные, некоторые типы зубчатых.

Полужесткое соединение валов, используют полужесткие пружинно зубчатые муфты, некоторые типы гибких, кулачковые.
Эластичное (гибкое) соединение валов применяют при возможных боковых или угловых смещениях валов в узлах сопряжения.

Виды муфт

Муфтами в механике называют специальные изделия, которые служат для соединения концов валов,

труб,  стержней, проводов и т.п.

Классификация муфт

Разделений и классификаций муфт достаточно много.

По управляемости, классифицируют неуправляемые и управляемые муфты

Неуправляемые используют когда валы вынужденно делают составными, хотя в идеале они должны быть едиными и неразрывными, работать как одно целое.

По конструкции и принципу работы бывают глухими, упругими и компенсирующими

Самые распространенные неуправляемые муфты — глухие втулочные, обычно их изготавливают из стали.

Другая разновидность фланцевые муфты — они имеют две полумуфты в форма фланцев из углеродистой стали или чугуна, они гарантируют долговременное соединение валов, просты по конструкции, дешевы, широко распространены в машиностроении. Принцип — полумуфты насаживают на края валов с

натягом и дополнительно стягивают болтами.

Упругие муфты соединяют валы с некоторыми неточностями соосностями. Несоосность валов обычно  появляется при неточном изготовлении или  неточной установке при монтаже и различают: продольное, радиальное, угловое смещения, а также их комбинации.

Компенсирующие — для уменьшения (компенсации) динамических и ударных нагрузок, передаваемых  соединяемыми валами.

Управляемые (сцепляемые) муфты используют в машинах или их отдельных узлах, если необходимо осуществлять частые остановы и спуски, спецление — расцепление и т.п.

Упругие муфты используют для снижения динамических нагрузок, которые передаются соединяемыми валами.

Конструкции упругих (эластичных) муфт многочисленны.
По материалу упругих элементов — бывают с металлическими (пружины, пластины) и неметаллическими упругими элементами (резиновые «звездочки»)

Муфты сцепления могут быть различных видов — полностью механические, электрические (электромагнитные), гидравлические, пневматические. Разумеется, их принцип идентичен, то только

 они используют различные источники энергии.

Механические сцепляемые муфты — зубчатые, кулачковые, фрикционные.

Зубчатая муфта обычно компенсирует любые смещения валов, потому, что зацепление зубцов исполняют с боковым зазором и возможностью взаимного осевого смещения  сопряженных зубьев.

Также у данных муфт при прочих достоинствах компактны, выдерживают большие нагрузки. Кулачковая муфта включает в себя две полумуфты, сцепляющиеся с помощью торцевых  кулачков.

Втулка служит для центрирования валов. Профили кулачков зависят от сферы использования муфты (трепецеидальный, треугольный, прямоугольный, несимметричный и т.п.).
Для соединение валов эти муфты требуют центрирования, например с помощью центрирующего кольца или втулки. Достоинства кулачковых муфт — отсутствие проскальзывания и малые габаритные размеры. Недостатки — невозможность включения на высокой скорости.

Фрикционные муфты сцепления передают вращение с помощью трения и обеспечивают плавное соединение ведущего и ведомого валов, уменьшая динамические нагрузки и шум. Фрикционные управляемые механические муфты используются для соединения (рассоединения) валовпри вращении. Силы трения обеспечивают плавное расцепление валов. Фрикционные муфты могут быть также и предохранительными и проскальзывать если механизм  встречает какое-то препятствие. Но такой тип муфт отнести к самодействующим.

Многодисковые фрикционные  муфты состоят из двух неподвижных полумуфт, нескольких наружных и внутренних дисков, двух упорных колец, между которыми располагаются диски, упорных гаек, регулирующих расстояние между упорными кольцами и механизма включения муфты. При включениидиски зажимаются между упорными кольцами, одно из которых упирается в гайку, другое —  в рычаги механизма включения, под воздейсвитем сил трения между дисками происходит сцепление полумуфт и соединяемых валов. 
Самодействующие муфты выделяют следующих типов: предохранительные,  обгонные, центробежные, также предлагаемые нами электромагнитные муфты.

Предохранительные используют для защиты механизмов от перегрузок. Центробежные для автоматического сцепления или расцепления валов, когда ведущий вал достигает заданной частоты вращения.

Предохранительные муфты бывают с разрушаемым и неразрушаемым  элементом.  Для них рекомендуется рассчитать крутящий момент  рассчитывается как

Тр=1,25Т, где Т — максимальный момент, передаваемый муфтой.

Предохранительные — защищают от поломки при перегрузках, разъединяют цепь при достижении  определенных параметров. центрирование полумуфт обеспечивают цилиндрическим выступом на одной полумуфте и цилиндрической расточкой на другой

Предохранительные муфты с неразрушаемым элементом — кулачковые, шариковые/роликовые  фрикционные.
В данных предохранительных муфтах первая полумуфта соединяется  с валом неподвижно, а вторая полумуфта  — с возможностью осевого перемещения.
В кулачковых муфтах вторая —  постоянно прижата к первой с помощью нескольких пружин. Сила сжатия регулируется  гайкой. Сцепление полумуфт в кулачковой муфте осуществляется торцевыми кулачками различного профиля, в шариковой — шариками, находящимися под  действием пружин, во

фрикционных — силой трения, развиваемой фрикционными дисками.

Они работают и делают вал единым целым, расцепление происходит  при установленной перегрузке.

Предохранительные кулачковые и шариковые муфты используют только при низких скоростях и

небольших моментах, так как при их перегрузках происходят шумные удары кулачков и шариков,  
предохранительные фрикционные муфты успешно работают при частых кратковременных перегрузках,  

обычно ударного действия.

Предохранительные муфты с разрушающимся элементом. Применяют если возможны внезапные сильные  

перегрузки.
После каждого срабатывания разрушенный элемент (штифт) необходимо заменить и соответственно при

 частых срабатывания такая муфта — не лучшее решение.

Для высокой срабатывания точности в предполагаемом месте разрушения штифта делают выточку,  

также это облегчает извлечение разрушенного элемента и снижает вероятность повреждений.

Момент, при котором происходит разрушение штифтов рассчитывается как расчетный момент

предохранительной муфты.

Обгонная муфта следит за соотношением угловых  скоростей. если скорость ведущего вала, больше

скорости ведомого, то она сцепляет валы. При  меньшей скорости ведущего вала муфта расцепляет

валы, и не препятствует ведомому валу свободно обгонять ведущий.

Центробежные муфты — предназначены для для автоматического соединения / разъединения валов,

если  ведущий вал достигает необходимой частоты вращения

Центробежные муфты способом сцепления напоминают фрикционные муфты, которые  сцепляются и

расцепляются автоматически, под воздействием специальных грузов и пружин.
Когда ведущий вал достигает определенной угловой скорости  центробежные силы, которые действуют

на грузы, связанные с одной из полумуфт преодолевают силы пружин  
и прижимают или отжимают их (грузы) к другой полумуфте, в результате чего валы сцепляются (или

расцепляются).

По способу сцепления они бывают храповые и фрикционные. Наиболее распространены фрикционные

обгонные муфты с роликами.

Пружинно-кулачковые предохранительные муфты используются при низких скоростях и передаваемых  

крутящих моментах. Пружины обеспечивают точность и стабильности срабатывания муфты, однако при  

высокой скорости применять их нельзя. Также существуют пружинно-шариковые предохранительные  

муфты — они могут использоваться при более высоких скоростях, меньше подвержены износу,  

равномерно распределяют нагрузку.

 

Муфты.Область применения,классификация и выбор муфт.

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 17Следующая ⇒

Назначение муфт.Устройства, предназначенные для соединения концов валов или для соединения валов с расположенными на них деталями (зубчатыми колёсами, звёздочками и др.),называют муфтами.

Основное назначение муфт-передача вращающего момента без изменения егомодуля и направления. Муфты могут выполнять и другие функции: предохранять механизм от перегрузок, компенсировать несоосность валов, разъединять или соединять валы во время работы и др.

Классификация муфт.Имеется большое разнообразие конструкций муфт, которые различаются не только функциональным назначением, но и принципом действия: механические,гидравлические,электростатические и др. Широко применяемые муфты стандартизированы.Нижерассматриваются только наиболее распространённыев машиностроении механические муфты.

По характеру соединения валов муфтыподразделяют нанеуправляемые(постоянные), управляемые и самоуправляемые (автоматические).

Постоянные муфты в свою очередь делят на глухие и компенсирующие. Глухие муфты (втулочные, фланцевые и др.) жестко соединяют валы. Компенсирующиемуфты могут быть жёсткими (зубчатые, цепные, кулачковые и др.) и упргугими (втулочно-пальцевые, со змеевидными пружинами и др.). первые компенсируют неточности изготовления и монтажа механизма, вторые смягчают толчки и удары при его работе.

Управляемые (сцепные) муфты (кулачковые или фрикционные) позволяют соединить и разъединить валы во время работы с помощью механизма управления.

Самоуправляемые муфты (со срезным штифтом, центробежные, обгонные и др.) предназначены для автоматического соединения и разъединения валов при изменении режима их работы,т.е. нагрузки, скорости или направления вращения.

Фланцевые муфты

Фланцевые муфты состоят из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами, причем половина болтов установ-лена с зазором, а другая – без зазора.Фланцевые муфты соединяют отдельные части валопровода в один вал, работающий как целый. Для того чтобы этот составной вал оставался прямолинейным, необходима строгая соосность его частей и пригонка полумуфт, в про-тивном случае неизбежны изгиб вала, его биение и появление дополнительных нагрузок на опоры.

Фланцевые муфты просты по конструкции, надежны в работе, могут передавать большие моменты. Они широко распространены в машиностроении. Материал полумуфт – сталь. Эти муфты выбирают по стандарту.  

Компенсирующие муфты

Жесткие компенсирующие муфты относятся к постоянным муфтам и предназначены для соединения валов с ком-пенсацией радиальных , осевых и угловых смещений вследствие неточности изготовления и монтажа.Компенсация отклонений от соосности валов достигается за счет подвижности жестких деталей муфты. Эти муфты уменьшают дополнительные нагрузки на валы и подшипники, вызываемые отклонениями от соосности валов. Наибольшее распространение из группы компенсирующих муфт получили зубчатые и цепные.

Зубчатая муфта. Эта муфта стандартизирована. Состоит из двух обойм с внутренними зубьями эвольвентного профиля, которые зацепляются с зубьями втулок, насаживаемых на концы валов. Обоймы соединены собой болта-ми, поставленными в отверстие без зазора. Втулки и обоймы изготавливают из стали.

Зубчатые муфты компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров в зацепле-нии и обточки зубьев втулок в сфере. Компенсация отклонений от соосности валов сопровождается скольжением зубьев.

Для повышения износостойкости зубья подвергают термообработке, а муфту заливают маслом большой вязкости.

Зубчатые муфты широко применяются для соединения горизонтальных тяжело нагруженных валов. Эти муфты надежны в работе, имеют малые габариты. При работе зубья испытывают переменные контактные напряжения и на-пряжения изгиба, что затрудняет их точный расчет.

Цепные муфты. Состоят из двух полумуфт-звездочек, имеющих одинаковые числа зубьев, охватывающей их об-щей цепи и защитного кожуха, заполненного пластичным смазочным материалом. Применяются цепи роликовые од-норядные и двухрядные, а также зубчатые цепи. Достоинства цепных муфт – простота конструкции и обслуживания, относительно небольшие габариты. При монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения узлов.

Упругие муфты

Упругие муфты относятся к постоянным муфтам. Основная часть этих муфт – упругий элемент, который передает вращающий момент от одной полумуфты к другой. Упругие муфты смягчают толчки и удары, служат средством защиты от резонансных крутильных колебаний, воз-никающих вследствие неравномерного вращения, допускают сравнительно большие смещения осей соединяемых валов.

Основная характеристика упругих муфт – жесткость или (обратная жесткости величина) податливость и деформи-рующая способность, т.е. способность превращать в теплоту энергию при деформации упругих элементов муфты. По конструкции упругие муфты разнообразны. По материалу упругих элементов они делятся на две группы: муф-ты с неметаллическими и муфты (обычно резиновыми) с металлическими упругими элементами.

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП). Муфта состоит из двух дисковых полумуфт, в одной из которых в конических отверстиях закреплены соединительные пальцы с надетыми гофрированными резиновыми втулками. Ма-териал полумуфт – чугун или сталь, а материал пальцев – сталь.

Муфта упругая со звездочками. Состоит из двух полумуфт с торцовыми кулачками и резиновой звездочки, зубья которой расположены между кулачками. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубьев. Муфта компактна и надежна, компенсирующая способность ее невелика. Применяется для соединения быстроход-ных валов.

Муфта упругая с торообразной оболочкой. Состоит из двух полумуфт, упругой оболочки, по форме напоми-нающей автомобильную шину, и двух колец, зажимающих с помощью винтов оболочку.Эта муфта обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами. Обеспечивает шумо- и электроизоляцию узлов привода, удобна и надежна в эксплуатации.

Сцепные муфты

Сцепные (управляемые) муфты служат для быстрого соединения и разъединения валов при работающем двигателе. Применяются при строгой соосности валов. По принципу работы делятся на кулачковые и фрикционные. Все сцепные муфты должны легко и быстро включаться при незначительной силе, а также иметь малый нагрев и небольшую изнашиваемость при частых переключениях.

Фрикционные муфты. Служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу при любых скоростях. Пере-дача вращающего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты. В начале включения за счет проскальзывания рабочих поверхностей муфты разгон ведомого вала происходит плавно, без удара, с постепенным нарастанием передаваемого вращающего момента по мере увеличения нажимной силы F. При установившемся движении проскальзывание отсутствует, муфта замыкается и оба вала вращаются с од-ной и той же угловой скоростью. В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок. По форме поверхностей трения фрикционные муфты делятся на дисковые, конусные и цилиндрические. В дисковых муфтах рабочими поверхностями служат плоские торцевые поверхности дисков, в конусных – конические, а в цилиндрических – цилиндрические.

Самоуправляемые муфты

Самоуправляемые муфты предназначены для автоматического сцепления и расцепления валов при изменении за-данного режима работы машины. Самоуправляемые муфты бывают: по направлению вращения – обгонные; по угло-вой скорости – центробежные; по моменту – предохранительные.

Обгонные муфты

Обгонные муфты, или муфты свободного хода, служат для передачи вращающего момента в одном направлении. Наибольшее распространение получила роликовая муфта с диапазоном валов d=10…90 мм и числом роликов z=3…5.

Эта муфта состоит из двух полумуфт, одна из которых имеет форму звездочки с вырезами для роликов. Для быст-рого включения муфты ролики отжимаются пружинами. При передаче вращающего момента ролики заклиниваются между полумуфтами в сужающейся части выреза, образуя жесткое сцепление. Если по какой-либо причине угловая скорость ведомого вала превысит угловую скорость ведущего, то вследствие обгона ролики расклинятся, выкатятся в расширенную часть выреза и муфта автоматически выключится. При остановке ведущего звена ведомый вал продол-жает вращаться.

Центробежные муфты

Центробежные муфты предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала при дости-жении ведущим валом заданной угловой скорости.По устройству центробежные муфты представляют собой фрикционные муфты, у которых механизмом управле-ния служат грузы-колодки 1, находящиеся под действием центробежных сил. При достижении ведущим валом задан-ной угловой скорости центробежные силы, действуя на грузы, производят включение муфты. Передача вращающего момента осуществляется силой трения, пропорциональной квадрату угловой скорости.

В современном машиностроении применяются конструкции центробежных муфт, которые служат для разгона ме-ханизмов с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом, для повышения плавности пус-ка, для предотвращения разноса машины. Размеры муфт принимают конструктивно. Рабочие поверхности трения грузов проверяют на износостойкость аналогично фрикционным муфтам.  

Предохранительные муфты

Предохранительные муфты предназначены для предохранения машин от перегрузок. Муфты ставят как можно ближе к месту возникновения перегрузки. Они могут работать только при строгой соосности валов.

Пружинно-кулачковая предохранительная муфта. По конструкции эта муфта аналогична сцепной кулачковой, только подвижна в осевом направлении полумуфта прижимается к неподвижной не механизмом управления, а посто-янно действующей пружиной с регулируемой силой. Кулачки выполняют трапецеидального профиля небольшой вы-соты с углом наклона рабочих граней 45…60°. Кулачковые предохранительные муфты надежны в работе, но имеют повышенный износ кулачков. Размеры муфт подбирают по стандарту или принимают конструктивно.

Фрикционные предохранительные муфты. Они отличаются большим разнообразием. Применяются при частых кратковременных перегрузках. Конструкция этих муфт аналогична конструкции сцепных фрикционных муфт. Сила нажатия в них создается пружинами, отрегулированными на передачами.

 



виды и типы, маркировка муфт

Муфты — устройства или детали, служащие для соединения кабелей, труб, стальных канатов и прочего. С их помощью отдельные элементы объединяются в одну систему. Незаменимы при монтаже кабельных систем, водопровода, отопления, газопровода.

 

Основным требованием выступает надежность соединения, также предъявляются требования к простоте использования и легкости при монтаже.

Кроме надежности, соединительная муфта обеспечивает и защиту конструкции:

1. Благодаря ограничению вращательного момента сохраняет конструкцию от поломок при перегрузке.
2. Защищает от коррозии.
3. Предохраняет от проникновения влаги из-за герметичности соединения.

Классификация муфт

Муфты бывают самого разного типа. Область применения этих приспособлений настолько широка, что не позволяет их однозначно типизировать. Однако есть несколько критериев, по которым можно это сделать.

По назначению можно выделить следующие типы муфт:

1. Соединительные.
2. Ответвительные. Используются при необходимости сделать ответвление при монтаже кабельных линий.
3. Переходные.
4. Стопорные. Применяются в электросетях высокого напряжения (110 кВ).
5. Концевые.

По исполнению бывают:

1. Однофазные.
2. Трехфазные. Предназначены для использования при работе с многожильными кабелями.

По материалу изготовления существуют такие виды муфт, как:

1. Чугунные.
2. Свинцовые. Свинцовые муфты соединяют металлические жилы кабелей, у которых оболочка выполнена из алюминия или свинца, напряжением 6-10 кВ. Имеют достаточно тяжелый вес.
3. Латунные.
4. Эпоксидные. Изготавливаются из эпоксидной смолы. Чаще всего для их защиты используют асбестовый или металлический кожух. Применяют для соединения проводников кабеля, прокладываемого в тоннелях, траншеях или шахтах. Используют, как и свинцовые, при напряжении 6-10 кВ.
5. Термоусадочные. Применяется термоусадочная муфта как самый распространенный способ изолировать место соединения. Монтаж на основе термоусаживаемых материалов существенно облегчает технологию соединения кабелей и экономит время на выполнение этой работы.

По виду изоляции кабеля бывают:

1. Пропитанные.
2. Бумажные.
3. Пластмассовые.
4. Резиновые.

Соединительные муфты

Кабельная сеть может тянуться на различные расстояния, но при этом должна быть обеспечена целостность системы. Соединительные элементы включаются последовательно и объединяют отдельные части кабельной линии воедино. Это заставляет муфты передавать электроэнергию, как и силовой кабель, с минимальными потерями напряжения и с сохранением всех электрических характеристик.

Соединительные муфты выбираются в зависимости от технических параметров кабеля. Чтобы правильно подобрать соединитель, нужно учитывать:

• количество проводов в кабеле;
• материал, из которого изготовлены жилы кабеля, а также их диаметр;
• изоляцию кабеля;
• максимальное напряжение в сети;
• способ защиты от внешних воздействий.

Чтобы правильно установить соединительный элемент на кабель, нужно разделать концы, снять всю изоляцию кабеля, затем последовательно подготовить каждый отдельный слой для монтажа. С каждой стороны необходимо полностью снять изоляцию на половину длины соединителя, в который потом и вводятся оба конца провода. Как только вы ввели все жилы с двух сторон, муфту необходимо крепко зажать крепежными деталями.

Все кабели имеют свое обозначение. Из-за широкого выбора кабелей существуют и разновидности соединительных элементов. Какую муфту использовать, из чего она состоит, ее технические параметры — все это можно узнать из маркировки кабельных муфт.

Например, есть кабельная муфта марки 1СТп-3×150-240С. В этом случае маркировка расшифровывается так:

1. 1 — используется в электросетях напряжением до 1000 В.
2. С — соединительная.
3. Тп — имеет термопластичный изоляционный слой.
4. 3 — количество проводов.
5. 150-240 — минимальная и максимальная площадь сечения.
6. С — показывает наличие дополнительных крепежных элементов.

Иногда в маркировке может указываться особенность изделия:

• Р — ремонтная;
• О — кабель с одной жилой;
• Б — бронированная.

Буква, указывающая на особенность, проставляется после указания «Тп».

Переходные муфты

Переходная муфта позволяет соединить кабели различных типов или кабели с разным диаметром проводников. Конструкция одного из таких соединителей при объединении трехжильного кабеля с тремя одножильными кабелями равномерно распределяет напряженность в области среза.

На внутреннюю поверхность защитного кожуха наносится термоплавкий клей. Это обеспечивает герметичность соединения. Жилы соединяются болтовым методом, или используются гильзы под опрессовку.

Изделия такого типа имеют свою маркировку. Она достаточна проста. Название 3 СПТп-10 (70-120) М можно расшифровать следующим образом:

• 3 — количество проводов;
• С — соединительная;
• П — переходная;
• Т — термоусаживаемая;
• п — с перчаткой;
• 10 — максимальное напряжение сети, кВ;
• 70-120 — минимальное и максимальное сечение;
• М — в комплекте есть соединитель.

Монтируют изделия этого типа в такой последовательности:

1. Подготовка и разделка кабеля. Производится обрезка проводников, поочередное удаление изоляционных слоев.
2. Установка изолирующих трубок. Трубки надеваются на жилы и располагаются на месте разделки кабеля.
3. Монтаж перчаток. Жилы кабеля сближаются как можно более плотно.
4. Устанавливаются гильзы и манжеты. Жилы изгибаются до совпадения по горизонтали друг с другом. Надеваются манжеты, которые располагаются посередине места стыковки.
5. Герметизация межфазной полости. Пространство внутри заполняется наполнителем.
6. По центру конструкции располагается кожух.
7. На кожух наматывается алюминиевая лента.
8. Заземление. Оба конца гибкого медного провода — на бронированной алюминиевой лентой поверхности.
9. На середину муфты надевается защитный наружный кожух.

Концевые муфты

Концевые муфты замыкают электрическую кабельную цепь. Особенность: наличие в конструкции компаунда. Это термоактивная, термопластическая полимерная смола. Такая муфта напоминает колпачок и является простой заглушкой.

Кроме компаунда, такой вид соединителя имеет в конструкции:

• изоляторы для термоусадки;
• герметик в виде ленты;
• наконечник со срывающимися болтами либо предназначенный для опрессовки;
• заземляющий провод;
• пластину, выравнивающую электрическое поле;
• термоусаживаемую трубку, обеспечивающую изоляцию;
• термоусаживаемую манжету для выполнения экранирующей функции.

Назначение такого устройства — в разделении и присоединении металлических жил кабеля к устройствам типа трансформатора или электродвигателя. Они соединяют силовой кабель и распределительное оборудование.

Соединители такого типа широко представлены на рынке. В связи с этим следует тщательно подбирать модель такого рода устройства. При этом необходимо руководствоваться несколькими критериями:

• количеством жил в проводнике;
• наибольшим напряжением в сети;
• сечением проводников;
• типом изоляции кабеля;
• условиями эксплуатации.

Обозначение концевых муфт схоже с маркировкой соединительных. Отличие заключается лишь в добавлении нескольких букв. 1 КВ(Н)тп-3×150-240 Н. Здесь добавочные буквы К, В(Н) в начале и Н в конце обозначают следующее:

• К — концевая;
• В(Н) — внутренней (наружной) установки;
• Н — имеет комплект механического болтового наконечника.

Распространенные ошибки установки

Неопытные работники часто допускают ошибки, выполняя установку муфт. Самыми распространенными из них являются:

1. Загрязнение поверхностей. Монтаж соединителей производится на открытом воздухе, в траншеях, тоннелях и т.д. Это вызывает сложности в организации чистоты рабочего места. Но при сборке элементов муфты необходимо следить за чистотой и своевременно протирать элементы от загрязнений.
2. Нарушение технологии монтажа. Размеры жил и гильзы должны обязательно соответствовать требованиям. В противном случае возможно появление заусенцев и «ушек». Их надо обязательно выявлять в ходе работы и сразу сглаживать.
3. Нарушение герметичности. На верхних поверхностях для заделки стыков применяют дополнительные подмотки герметиком. После термообработки клей должен выступить за край зазора. Тем самым он перекрывает доступ вредным веществам внутрь стыков. Если клей не выступает, то требования технологии не соблюдены. Также перед окончательной прокладкой кабеля в грунт следует произвести внешний осмотр на предмет порезов и микротрещин. Таковых не должно быть.
4. Воздушные пустоты. Все пространства между элементами муфт должны быть заполнены герметиком. Появление воздушных полостей допускать нельзя.

Монтаж муфты должен производиться строго по правилам, с соблюдением всех норм и рекомендаций. Лучше всего доверить эту работу профессионалам с высокой квалификацией и богатым опытом.

Электромагнитные муфты, классификация, принцип работы

Электомагнитные муфты для своей работы используют свойства магнитного поля и электрический ток, то есть к ним обязательно подводится электричество. И это их принципиальное отличие от других видов, ниже написано что они могут передавать вращение и без тока, но тогда наоборот — она разъединяется при подаче электричества.

Разновидности электромагнитных муфт:

Зубчатые муфты:

Электромагнитные зубчатые муфты передают вращение при помощи пары зубчатых колец, сцепляемых и разъединяемых при помощи магнитного поля, генерируемого катушкой. Также существует исполнение муфт, которые передают вращение без электрического тока, при подаче напряжения магнитное поле разъединяет зубчатые венцы и момент не передается.
Зубчатые муфты могут передавать большие моменты.
В разъединенном состоянии зубчатые венцы не контактируют, это позволяет исключить остаточные моменты. В отличие от фрикционных муфт , зубчатые могут эксплуатироваться как в сухом так и во влажном окружении.

• с постоянным полем

Работают на основе магнитной катушки, размещенной в центре муфты, два провода от катушки выводятся через паз на передней поверхности. Генерируемое поле соединяет зубчатые венцы. Между венцами установлены пружины,
которые сжимаются при подаче питания. При отключении питания пружины отжимают подвижное зубчатое кольцо, рассоединяя валы.
При “сухом” применении необходимо обеспечить хорошую вентиляцию. Если муфты используются в ограниченном объеме без вентиляции либо работают длительное время, тепло, вырабатываемое катушкой может повредить чувствительные к нагреву элементы механизма.

• с токосъемными кольцами

Данный тип муфт представляет собой электромагнитные муфты с отрицательным проводом соединенным с “массой” механизма. Положительный провод подключается к муфте при помощи щетки через токосъемное кольцо. Катушка генерирует магнитное поле, которое притягивает друг к другу зубчатые венцы сжимая расположенные между ними пружины. При
отключении питания пружины отжимают подвижное зубчатое кольцо, рассоединяя валы.

• разъединяющие муфты с закрепленным корпусом катушки

Передают вращение при отсутствии магнитного поля, т .е. при отключенной катушке, питание к ней подводится по двум проводам. Сжатие зубчатых венцов между собой осуществляется при помощи пружины. Для быстро и надежного срабатывания данного типа муфт рекомендуется в течение 1 секунду подавать напряжение в два раза превышающее номинальное. Для удержания в рассоединенном состоянии достаточно напряжения в 50% от номинального. Таким образом при длительном режиме работы снижается энергопотребление и тепловыделение.

• разъединяющие с токосъемным кольцом и пружиной

Передают вращение при отключенной катушке. Сжатие зубчатых венцов между собой осуществляется при помощи пружины.
Отрицательный провод катушки соединен с “массой” механизма, положительный провод
подключен к токосъемному кольцу . Питание подается через щетку . При подаче питания зубчатые венцы рассоединяются, сжимается пружина между ними. Для надежного срабатывания данного типа муфт рекомендуется в течение 1 секунду подавать напряжение в
два раза превышающее номинальное. Для удержания муфты в рассоединенном состоянии
достаточно напряжения в 50% от номинального. Таким образом при длительном режиме
работы снижается энергопотребление и тепловыделение. (Схема А)

• зубчатые тормоза (без токосъемного кольца, подключается к источнику питания по двум проводам)

По устройству сходны с муфтами с токосъемными кольцами, однако этих колец нет, муфта подключается к источнику питания по двум проводам. Правильное применение электромагнитных тормозов — удерживание в неподвижном сцепленном состоянии обеих частей муфты остановленных предварительно.

Многодисковые муфты и тормоза:

Передают крутящий момент через пакет дисков. Электромагнитная катушка генерирует магнитное поле, которое притягивает пластину ,
сжимающую пакет дисков. Пакет состоит из чередующихся внутренних и наружных дисков.
Внутренние диски имеют шлицы и установлены на шлицевом валу , внешние диски имеют
проточки, внешние диски установлены в шлицы корпуса муфты. Волнообразная форма
дисков облегчает рассоединение пакета при отключении муфты и уменьшает остаточный
момент . Многодисковые муфты требуют постоянной смазки.

• с токосъемным кольцом

Вращение передается при подаче напряжения на катушку. Отрицательный провод питания подключается к “массе” механизма, положительный
провод подключается к щетке, передающей ток на токосъемное кольцо. Катушка создает магнитное поле стягивающее между собой диски муфты и притягивающее прижимное кольцо. Когда электричество выключается благодаря волнообразной форме диски рассоединяются.Устанавливаются на шлицевой вал или со шпонкой.

Многодисковые тормоза сходны по конструкции с муфтами с вращающейся катушкой, Подвод напряжения осуществляется по проводу, корпус крепится.

• с закрепленным корпусом

Подключаются при помощи проводов, клемм, разъемов. Катушка генерирует поле, сжимающее пакет дисков. При сжатии диски становятся плоскими, однако при отключении питания диски снова становятся волнистыми, что облегчает рассоединение муфты.

Однодисковые муфты и тормоза

Разработаны для применения в сухих условиях. Фактически — они используют принцип трения, похожие на муфты сцепления в автомобилях. При подаче напряжения якорь притягивается к ротору поверхности трения
соприкасаются , обеспечивая передачу вращения. При отключении питания сжата пружина
разводит якорь и ротор, вращение не передается

Просмотров: 13010 | Дата публикации: Пятница, 01 ноября 2013 06:21 |